Zyklen der Sonnenschwingung beeinflussen Sonnenfleckentätigkeit und Klima

Das IPCC hat eindeutig erklärt: "Solar variability over the next 50 years will not induce a prolonged forcing significant in comparison with the effect of increasing CO₂ concentrations." Nimmt man jedoch im Gegensatz zum IPCC die Sonne als klimabestimmenden Faktor ernst, so eröffnet sich ohne jede Unterstützung durch Supercomputer die Möglichkeit, detaillierte Vorhersagen zu machen, die sich als zutreffend erweisen. Ich werde hierfür eine Reihe von Beispielen bringen. Der chaotische Charakter von Wetter und Klima steht solchen Vorhersagen nicht entgegen. Die empfindliche Abhängigkeit von den Anfangsbedingungen erstreckt sich nur auf Vorgänge innerhalb des Klimasystems. E. N. Lorenz hat betont, dass sich nur nichtperiodische Systeme einer längerfristigen Vorhersage entziehen. Externe periodische oder quasiperiodische Systeme können durchaus dem Klima ihren Rhythmus aufzwingen. Dies gilt nicht nur für den periodischen Wechsel von Tag und Nacht oder die Milankovich-Zyklen, sondern auch für Variationen des Energieausstosses der Sonne, soweit sie quasiperiodischer Natur sind. Der 11-jährige Sonnenfleckenyzklus erfüllt diese Voraussetzung, ist aber, soweit es um Vorhersagen geht, nicht der wichtigste Zyklus. Maßgeblich sind solare Zyklen, die alle mit der Grundschwingung der Sonne um das Massenzentrum des Sonnensystems zusammenhängen, aber insgesamt ein Fraktal bilden, das Zyklen mit ähnlicher Funktion, aber ganz unterschiedlicher Zykluslänge zu einer Einheit zusammenfasst. Die von Babcock entwickelte Dynamotheorie, die erste, noch rudimentäre Theorie zur Erklärung der Sonnenaktivität, geht davon aus, dass die Dynamik des magnetischen Sonnenfleckenzyklus von der Rotation der Sonne angetrieben wird. Dabei wird jedoch nur der Eigendrehimpuls berücksichtigt, der an die Rotation der Sonne um ihre Achse anknüpft, nicht aber der Bahndrehimpuls, der mit der sehr unregelmässigen Bahnbewegung der Sonne um das Massenzentrum des Planetensystems zusammenhängt.

Abb 7 zeigt diese Zentralbewegung, die Newton [85] schon vor 300 Jahren beschrieben hat. Sie wird durch die räumliche Verteilung der Massen der Riesenplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun gesteuert. Die Abbildung zeigt die relativen ekliptikalen Positionen von Massenzentrum und Sonnenzentrum für die Jahre 1945 - 1995 in heliozentrischer Sicht. Die jeweiligen Positionen des Massenzentrums sind durch kleine Kreise markiert. Wie die Abbildung zeigt, wechseln grossräumige Umläufe, bei denen die beiden Zentren einen Abstand von 2,2 Sonnenradien erreichen können, mit stärker gekrümmten engeren Umläufen ab, in denen Massenzentrum und Sonnenzentrum einander bis auf 0,01 Sonnenradien nahe kommen. Zwischen diesen Extremen entwickelt sich ein kompliziertes Schwingungsmuster. In der Abbildung ist der Rand der Sonne durch einen dick ausgezogenen Kreis gekennzeichnet. So ist leicht zu sehen, ob das Massenzentrum zur gegebenen Zeit innerhalb oder ausserhalb des Sonnenkörpers liegt. Der auf den Bahndrehimpuls entfallende Anteil des Gesamtdrehimpulses ist quantitativ gegenüber dem Eigendrehimpuls nicht vernachlässigbar. Er erreicht in Grenzfällen ein Viertel des Eigendrehimpulses [60]. Da sich der Bahndrehimpuls im Gegensatz zum Eigendrehimpuls, der relativ stabil ist, um mehr als das Vierzigfache gegenüber den jeweiligen Ausgangswerten verändern kann, liegt es nahe, ihn mit veränderlichen Phänomenen auf der Sonne in Beziehung zu setzen. In unregelmässigen Abständen werden Änderungen der äquatorialen Rotationsgeschwindigkeit der Sonne von mehr als 5 Prozent beobachtet, die mit Änderungen der Sonnenaktivität einhergehen [54, 56]. Ich schlage schon seit zwei Jahrzehnten vor, dieses Phänomen als Ergebnis einer Spin-Bahn-Kopplung zu interpretieren [56, 57]. Die Kopplung zwischen Bahnbewegung und Rotation, die für die Übertragung des Drehimpulses erforderlich ist, könnte dadurch bewirkt werden, dass die Sonne sich bei ihrer Schwingung um das Massenzentrum durch die von ihr ausgestossene Materie und ihre eigenen magnetischen Felder bewegt. So geht R. H. Dicke [14] davon aus, dass die untere Korona als Bremse wirkt. Die Riesenplaneten, welche die Schwingung der Sonne um das Massenzentrum steuern, verfügen über 99% des Gesamtdrehimpulses im Sonnensystem. Es ist also ein hinreichendes Potential für eine Übertragung von Drehimpuls vorhanden.

Die Dynamik der Sonnenschwingung um das Massenzentrum lässt sich quantitativ durch die zeitliche Änderung des Bahndrehimpulses ausdrücken.

In Abb. 8 ist die 9-jährige laufende Varianz des Drehimpulses für die Jahre 730 bis 1075 abgebildet. Die Varianz ist als Quadrat der Standardabweichung definiert, welche durch die quadratischen Abweichungen vom Mittelwert gekennzeichnet ist. Aufeinanderfolgende Werte der laufenden Varianz lenken den Blick auf die Variation der Varianz, sind also besonders geeignet, die Dynamik eines Vorganges sichtbar zu machen [98]. Die 9-jährige laufende Varianz habe ich deshalb gewählt, weil die stärker gekrümmten Umläufe der Sonne mit einer Zykluslänge von 9 Jahren sich als besonders interessant erwiesen haben. Das überraschende Ergebnis zeigt eine Struktur, die von fünfzähliger Symmetrie geprägt ist. Der Einfachheit halber spreche ich von Grossen Händen und Grossen Fingern. Sie erscheinen in gleicher Weise in vergangenen und zukünftigen Jahrtausenden. Sie sind nicht nur dynamisch interessant, sondern gehen mit Zyklen einher, die in den solar-terrestrischen Beziehungen eine massgebliche Rolle spielen. Die Länge des Zyklus der Grossen Hand beträgt 178.8 Jahre. P. D. Jose [41], hat bei seiner wegweisenden Analyse der Sonnenbewegung nachgewiesen, dass ein Zyklus dieser Länge auch in den Sonnenflecken erscheint. Die Länge des stärksten Zyklus, den W. Dansgaard et al. [63] bei der Sauerstoff-Isotopen-Analyse des Camp David-Eisbohrkerns gefunden haben, liegt bei 180 Jahren, also ganz in der Nähe von 178,8 Jahren. Das weist auf eine Beziehung zum Klima hin. Auffällig ist, dass der Gleissberg-Zyklus gerade halb so lang ist wie der Zyklus der Grossen Hand. J. F. W. Negendank, A. Brauer und B. Zolitschka [83] haben diesen Zyklus in den geschichteten Ablagerungen der Maare des westlichen Eifel aufgespürt, die 13 000 Jahre zurückreichen. Auch dies ist ein Hinweis auf einen Zusammenhang mit dem Klima.

1) Variationen der "Solarkonstanten" im 11-jährigen Sonnenfleckenzyklus und klimatische Auswirkungen
2) Gleissberg-Zyklus der Sonnenaktivität und Klimaschwankungen
3) Variation der ultravioletten Strahlung der Sonne und Klimamodelle
4) Kosmische Strahlung, Sonnenwind und Wolkenausbreitung
5) Misserfolg der Klimavorhersagen von IPCC-Wissenschaftlern
6) Zyklen der Sonnenschwingung beeinflussen Sonnenfleckentätigkeit und Klima
7) Zyklus von 36 Jahren in Sonnenaktivität und Klima
8) Zyklen "Kleiner Finger" als Grundlage zuverlässiger Vorhersagen von Sonneneruptionen und Klima
9) Literaturangaben

Der Artikel in englischer Sprache - english version bei Daly, AU

Solar Activity controls El Niño and La Niña neu von Dr. Landscheidt